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奥氏体不锈钢封头的焊接性研究现状

作者:管件 来源: 日期:2020/5/17 23:29:24 人气:15

奥氏体不锈钢封头焊接接头性能的研究包括焊接接头的组织变化、力学性能及耐蚀性。这些性能是衡量焊接可靠性的重要指标。国内外很多学者通过焊条电弧焊、等离子弧焊、等离子弧和氩弧组合焊及电子束焊对奥氏体不锈钢封头进行了焊接。探索焊接过程中组织转变、力学性能和耐蚀性机理。

黄志红等人采用三种不同的焊接焊条对奥氏体不锈钢封头进行焊接并对其低温韧性进行了研究,研究结果表明:碳含量的降低可提高焊缝的冲击韧性,全奥氏体焊缝的低温冲击韧性最高,焊接热输入对焊缝的低温冲击韧性无明显影响。

郭必新等人研究发现等离子弧焊接奥氏体不锈钢封头,焊接过程稳定,焊接速度快,焊接电流小,其焊接热影响区小,熔池保护美观,表面成型美观。等离子弧焊接接头的力学性能和氩弧焊接头相近,但抗晶间腐蚀性明显优于氩弧焊。

秦建等人采用等离子弧对奥氏体不锈钢压力容器进行打底及盖面,研究了等离子焊接接头的微观组织及力学性能。结果表明:等离子焊接接头组织为条状铁素体和奥氏体,保证了焊接接头的耐蚀性和强度,拉伸断口为典型的韧窝状,断裂形式为韧断。

王锡岭等人研究了SUS304奥氏体不锈钢封头组合焊焊接接头组织及性能,等离子弧焊和氩弧焊(TIG)组合焊对8mm厚的钢板可实现一次焊透成形,焊缝较窄,热影响区小,与传统焊接相比力学性能提升。

秦斌等人[]通过对SUS304奥氏体不锈钢封头进行熔化级气体保护焊(MIG)试验发现焊接速度对焊接接头的力学性能有很大影响,适当提高焊接速度,热影响区和焊缝的宽度减小,接头稳定性提高,速度过快会有气孔产生。

毕宗岳等人研究了奥氏体不锈钢封头高频焊接参数对焊缝组织性能的影响。结果表明:焊接速度增加,焊缝成形和性能变好,焊缝中σ铁素体随着焊接热输入的提高呈先上升后下降的趋势,伴随着σ相的析出,但焊缝中存在大量的氧化物夹杂,焊接接头的韧性相对变差。

高福洋等人对16mm厚的SUS304奥氏体不锈钢封头进行电子束焊接,发现焊缝由铁素体、细小的奥氏体和少量渗碳体组成,熔合线析出较多渗碳体,热影响区粒径略大于母材,其组织形貌相当。焊缝中细小渗碳体均匀分布有利于接头硬度的提高,焊缝和热影响区冲击功均高于母材,韧性优于母材,断口韧窝聚集表现出良好的塑性。

国外一些研究者通过激光焊、电子束焊及氩弧焊对奥氏体不锈钢封头焊接,研究了凝固模式、冷却方式、热输入对焊接接头组织形貌、力学性能及蠕变行为的影响规律,探索焊接接头组织和性能的变化机制。Akbari Mousavi等人采用激光焊对SUS304不锈钢封头进行焊接,发现焊缝的微观组织由焊缝边缘的柱状晶向焊缝中心的等轴晶侧过渡,焊接热影响区晶粒粒径没有明显的生长,又研究了凝固模式对焊接接头组织的影响,发现冷却方式决定了焊缝组织中奥氏体和铁素体的比例。

Harish Kumar等人用CO2激光焊对奥氏体不锈钢封头进行焊接,结果表明:焊接接头的氧化层降低了试样延伸率,不会导致焊接缺陷。

Tjong等人研究了奥氏体不锈钢封头电子束焊接接头的微观组织和蠕变行为,结果表明;焊缝中心为细小等轴晶。边缘为粗大柱状晶,焊缝边缘和中心组织上存在的差异主要是因为温度梯度减小,结晶速度增大,晶粒形态从树枝晶向等轴晶转变,973K时蠕变断裂发生在焊缝中心。其伸长率和断裂应力均低于母材。

Madhsudan等人采用电子束对SUS304不锈钢封头钢板进行焊接,研究了焊接接头的微观组织和力学性能。其接头组织与TjongAkbari Mousavi等人研究一致,焊缝中心和边缘分别为细小柱状晶和粗大等轴晶,焊缝中心晶粒细化导致焊缝中心的硬度大于母材。

Kumar 等人研究氩弧焊三种焊接热输入(25.6KJ/cm27.8KJ/cm30.2KJ/cm)对6mmSUS304不锈钢封头接头的影响。发现焊缝和热影响区晶粒明显粗化,焊缝枝晶间距和枝晶长度随焊接热输入的提高而增加。

国内外学者通过不同的焊接工艺对奥氏体不锈钢封头焊接做了大量研究,但对于10mm厚度SUS304不锈钢封头等离子弧单面焊双面成型的焊接接头组织及性能的研究及接头的焊后热处理和固溶处理对焊接接头组织、性能影响机理研究未见报道。因此,本课题结合华恒企业实际需求,采用等离子弧焊对10mmSUS304不锈钢封头进行焊接,采用正交试验对焊接工艺进行优化,研究焊接工艺参数对接头微观组织及性能的影响规律,且对其进行焊后热处理和固溶处理,分析其组织、力学性能和耐蚀性的变化趋势,为等离子弧焊焊接接头的实际应用奠定理论基础。